На сегодняшний день ключевой разработкой инженерного центра являются уникальные по своим свойствам нагревательные элементы, произведенные путем нанесения резистивной и диэлектрической пасты на профессиональном оборудовании для трафаретной печати от лучших мировых производителей. Нагревательные элементы, произведенные данным путем, называются толстопленочными нагревательными элементами, поскольку нагревательный слой образует пленку на поверхности подложки. В качестве подложки может быть использована как нержавеющая сталь, так и керамика.
Технология толстопленочных нагревательных элементов была изобретена несколько десятилетий назад, но не нашла широкого применения в виду высокой себестоимости. Причина в том, что терморезистивные пасты ведущих мировых производителей («DuPont», «ESL Electroscience», «Heraeus», «Tanaka») имеют в своем составе драгоценные материалы: серебро, палладий, рутений, золото и т. д. Особенность нагревательных элементов разработки ИЦ «Сушка» состоит в том, что для них был разработан уникальный состав паст, в который не входят драгоценные материалы. Именно это позволило применить эффективную, но прежде дорогую технологию для промышленных и бытовых нужд.
Толстопленочные нагревательные элементы (ТНЭ) имеют ряд технических преимуществ над устаревшей технологией трубчатых электронагревателей (так называемыми ТЭНами):
- Конструктив ТНЭ позволяет более эффективно преобразовывать электроэнергию в тепловую за счет направленного теплосъема, избегая обильного рассеивания тепла.
- Форм-фактор ТНЭ позволяет найти оптимальные методы монтажа в приборе, благодаря чему существенно увеличивается площадь теплосъема.
- Увеличение площади теплосъема позволяет снизить температуру накала нагревателя, что существенно увеличивает срок его эксплуатации. Так тестирование нагревательных элементов в ряде тепловых приборов, и практика их долгосрочного использования, показали их высокую надежность. Так, промышленные электрические конфорки работают без выхода из строя уже более 5-ти лет (около 12000 часов), в то время, как срок службы Тэнов в стандартных чугунных конфорках обычно достигает не более 2-3 тысячи часов.
- ТНЭ обладают позисторным эффектом. То есть при нагреве ТНЭ их сопротивление меняется и вместе с ним снижается потребляемая мощность. Благодаря этому ТНЭ защищены от перегрева.
- ТНЭ излучают длинноволновой инфракрасный поток, который максимально соответствует физиологии человека. Таким образом, ИК излучение от нагревателей не оказывает негативного воздействия на организм.
- ИК излучение ТНЭ служит основой для внедрения так называемых «пассивных нагревательных элементов», благодаря которым существенно увеличивается площадь теплосъема, что повышает эффективность работы нагревателей.
- Технические параметры нагревательных элементов (напряжение питания, мощность, рабочая температура) можно изменять в широких диапазонах без изменения конструкции нагревателя, только путем изменения номинала резистивной пасты. На одной подложке можно создавать несколько компактных электрических цепей с различными техническими параметрами.
- Нагреватели обеспечивают равномерный нагрев по всей площади теплосъемника, за счет оптимизации топологии рисунка резистора.
- Нагреватели обладают способностью интенсивного, направленного теплового (инфракрасного излучения, что позволяет создавать эффективные, компактные, мобильные, тепловые регистры, калориферы, конвекторы, сушилки, тепловые пушки, тепловые завесы, тепловентиляторы, инфракрасные тепловые обогреватели.
- Прямая передача тепла от нагревательной пленки к подложке теплосъемника представляет собой очень низкую тепловую инерционность конструкции, что обеспечивает быстрый выход нагревательного элемента на рабочую температуру. Данная особенность нагревателей открывает новые возможности для их специального использования.
Структура тослстопленочных нагревательных элементов разработки ИЦ «Сушка»:
- Пленочная дорожка из резистивной пасты типа ПРН. Удельное поверхностное сопротивление пленки 0,05-50 Ом/см2, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) — положительный.
- Контактная паста типа ПК. Удельное поверхностное сопротивление 0,01-0,050 Ом/см2, прочность сцепления с подложкой не менее 50 кг/см2.
- Диэлектрическая паста типа ПД-2. Сопротивление изоляционного слоя не менее 50 Мом. При толщине 150 мкм напряжение пробоя не менее 1250 В.
- Металлическая подложка типа 04Х17, 08Х17, 20Х1З, 15Х25Т либо керамическая подложка типа ВК-94, ВК-96.
Отрасли применения
- Пищевая промышленность:
- кухонные электрические промышленные и бытовые плиты (конфорки) для пунктов общественного питания, для домашнего пользования;
- жарочные духовые пекарские электрические шкафы, печи электрические для пиццы, варочные электрические баки (котлы для варки фарша), водонагреватели для кипячения воды, мармиты (линии раздачи пищи с подогревом), жарочные поверхности (электрические сковороды большого диаметра до 740 мм), электрические грили, фритюрницы (для варки пирожков, картофеля, чебуреков), тостеры, электрические вафельницы
2. Коммунальное хозяйство и жилищное строительство:
- устройства обогрева жилых и вспомогательных помещений: конвекторы, калориферы, обогреватели, электрические котлы, бойлеры.
3. Строительная индустрия:
- воздухонагреватели и калориферы передвижные, сушилки и сушильные пушки направленного действия, радиационные инфракрасные нагреватели местные и направленные;
- устройства для резки пластиковых труб большого диаметра.
4. Аграрная промышленность и сельское хозяйство:
сушильные установки малой (бытовые) и большой (промышленные) производительности для сушки сыпучих, овощей, фруктов и дикорастущих трав, воздухонагреватели и калориферы, инкубаторы, обогрев животноводческих и птицеферм, нагрев пищевой и технической воды проточный и накопительный.
5. Деревообрабатывающая и мебельная промышленность:
- сушка пиломатериалов, воздухонагреватели, сушильные камеры после лакокрасочных покрытий, инфракрасная сушка мебельных элементов, нагрев больших пресс-форм и плит.
6. Упаковочная промышленность:
- термопластавтоматы, устройства по нанесению рисунка на пленки, устройства по сварке упаковочных пленок и производство пластиковой упаковки пищевых продуктов
7. Химическая промышленность и производство пластмасс:
- обогрев пресс-форм, проточный и накопительный нагрев растворов и воды, бесконтактный нагрев реакторов до 400°С, бесконтактный нагрев емкостей в т.ч. с агрессивными средами, прокаливание сыпучих материалов, сушильные шкафы и сушильные установки, нагрев пленочных материалов при дублировании и перед прессованием, нагрев плит.
8. Автомобильная промышленность и автотранспорт:
- сушильные камеры после покраски, воздухонагреватели, низковольтный нагрев кабин водителей и салонов, подогрев зеркал заднего вида
9. Радиоэлектроника:
- микронагреватели, точечные нагреватели, паяльники, сушка электронных плат, нагрев гальванических растворов, инфракрасная сушка телевизионных трубок.
10. Медицинская промышленность:
- сушильные шкафы и сушильные установки, стерилизаторы, автоклавы, лабораторные плитки для подогрева растворов, инфракрасные оздоровительные сауны, стоматологические подогреваемые емкости, шпатели, формирователи коронок
11. Железнодорожный транспорт:
- нагрев пассажирских вагонов и салонов проточный и местный, нагрев воды, нагрев сливных устройств, нагрев стрелочных переводов. Электрические конфорки для приготовления пищи на безопасное напряжение 24-72 В.
12. Самолетостроение:
- подогрев электронных устройств, работающих при очень низких температурах;
- подогрев систем управления.